JP2006323100A

JP2006323100A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006323100A
Application number: JP2005145781A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Tsukahara; 茂樹塚原
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2006-11-30

Abstract

【課題】感光体ドラムの軸方向に均一な表面電位を得ることができる画像形成装置を提供する
【解決手段】画像形成装置１００におけるアモルファスシリコン感光体ドラム１の内部１ａに、軸方向に所定の温度勾配を持たせたヒーター９を配設する。
ヒーター９は３層構造を有し、ガラスクロス９ａの表面がウレタンフィルム９ｂにより覆われている。ガラスクロス９ａには、シート状のヒーター４を感光体ドラム１の周方向Ａに往復するように、一本の線状発熱体９ｃが保持されている。さらに、発熱体９ｃは、周方向Ａにそれぞれ略平行となって、直線状に保持されている。その間隔Ｐは軸方向Ｂの両端から中央にかけて広くなるように保持されている。
【選択図】図１

Description

この本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等に使用される電子写真用感光体は、優れた耐摩耗性、光感度特性、また環境面より、アモルファスシリコン感光体ドラムが普及している。また、アモルファスシリコン感光体ドラムに対する帯電手段として、オゾン発生量の極めて少ない帯電ローラ方式が主流になりつつある。この方式では、帯電ローラの芯金の両端部から荷重を与えて、感光体ドラムに圧接し、電荷を与える。（例えば、特許文献１参照）。
特開平７‐１９１５１６号公報

しかし、帯電ローラは芯金の両端部から荷重を与えて、感光体ドラムに圧接させることから芯金に撓みが生じ、感光体ドラムと帯電ローラの接触面積は軸方向の中央部で減少する。このため、感光体ドラムの表面電位も中央部で低下してしまい、画像劣化の発生原因となる。
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、アモルファス感光体ドラムを用いた画像形成装置において、ドラム周面が均一な表面電位を得ることができる構成を提供することを目的とする。

また、この発明は、アモルファスシリコン感光体ドラムを用いて、良好な画像形成ができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、アモルファスシリコン感光体ドラムと、上記アモルファスシリコン感光体ドラムの内部に配設され、アモルファス感光体ドラムの軸方向に所定の温度勾配を持たせたヒーターとを含むことを特徴とする画像形成装置である。
この構成によれば、帯電ローラの芯金の撓みにより、感光体ドラムと帯電ローラの接触面積が、軸方向の中央部において減少することによる表面電位の低下に対して、アモルファスシリコン感光体ドラムの温度特性を利用して、感光体ドラムの内部に配設したヒーターに軸方向の所定の温度勾配を設けることによって、軸方向に均一な表面電位を得ることが可能である。

請求項２記載の発明は、上記アモルファスシリコン感光体ドラムに対する帯電手段として、帯電ローラを用いたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。これにより、アモルファスシリコン感光体ドラムへの帯電において、オゾン発生量を極めて少なく帯電させることができる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置１００におけるアモルファスシリコン感光体ドラム１周辺の構成を示す概略図である。
図１を参照して、本画像形成装置は中央部にアモルファスシリコン感光ドラム１が配設され、その周囲に帯電ローラ２、露光器３、現像器４、転写ローラ５、クリーニングローラ６、クリーニングブレード７、除電ランプ８が備えられている。

なお、上記アモルファス感光体ドラム１は、軸中心にて右回りに回転し、上記帯電ローラ２等と作用することにより画像形成を行う。
帯電ローラ２は感光体ドラム１に圧接されており、ＤＣにＡＣを重畳させたバイアスを印加して感光体ドラム１を帯電させる。露光器３は印字データに基づき変換された光信号３ａで感光体ドラム１を露光し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。現像器４は感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化する。転写ローラ５は被転写材（図示しない）を感光体ドラム１との間で狭持し、被転写材にトナー像を転写する。クリーニングローラ６及びクリーニングブレード７は転写後に感光体ドラム１に残留した転写残留トナーを感光ドラム１表面より除去する。その後、除去されたトナーは廃棄トナーボトル（図示しない）へ搬送される。除電ランプ８は感光体ドラム１を露光させ、残留電荷を除去する。

感光体ドラム１は導電性基盤の外周面にアモルファスシリコンを感光層として積層したものであり、内部１ａにヒーター９が配設される空間を有する。なお、本実施形態におけるアモルファスシリコン感光体１は、例えば、外径３０（ｍｍ）、膜厚２０（μｍ）、長さ２５４（ｍｍ）であり、感光層であるアモルファスシリコンは１５（μｍ）のものを使用した。

また、例えば、帯電ローラ２は外径１２（ｍｍ）、長さ２２０（ｍｍ）、芯金の外径６（ｍｍ）のものを使用した。なお、表面電位は約２５０（Ｖ）になるように設定し、帯電ローラ２の印加電圧はＤＣ＝４００（Ｖ）、ＡＣ＝１．４（ＫＶ）、周波数１．５(ｋＨｚ)に設定した。
また、感光体ドラム１は駆動装置（図示しない）により右回りに回転させられ、周速は１５０（ｍｍ／ｓ）とし、感光体ドラム１に圧接された帯電ローラ２は感光体ドラム１の回転に対して従動するようにした。

図２は図１におけるヒーター９の構成を示す板厚方向および軸方向の断面図である。
図１および図２を参照して、ヒーター９は、感光体ドラム１の内面に配設され、内面より感光体ドラム１を所定の温度に加熱する。ヒーター９の形状は、感光体ドラム１の内面に配設された際に、内面に追従するようにシート状に形成されている。感光体ドラム１へのヒーター９の配設は、シート状のヒーター９を丸めて感光体ドラム１の内面に追従するように配設する。

また、ヒーター９は３層構造を有し、ガラスクロス９ａの表面がウレタンフィルム９ｂにより覆われている。ガラスクロス９ａには、ヒーター９を感光体ドラム１の周方向Ａに往復するように、一本の線状発熱体９ｃが保持されている。さらに、発熱体９ｃは、周方向Ａにそれぞれ略平行となって、直線状に保持されている。その間隔Ｐは軸方向Ｂの両端から中央にかけて広くなるように保持されている。そのため、発熱体９ｃを加熱した場合、ヒーター９の軸方向Ｂの両端は中央に対し温度が高くなる。したがって、ヒーター９によって感光体ドラム１を加熱した際に、感光体ドラム１に軸方向Ｂの所定の温度勾配を設けることができる。また、発熱体９ｃの間隔Ｐを変えることにより、任意の温度勾配にすることも可能である。なお、本実施形態におけるヒーター９は、例えば、ＡＣ電圧を入力することによって発熱し、１００（Ｖ）、１０（Ｗ）のものを使用した。また、１００Ｖの入力電圧で約５０（℃）になるように設計されている。

以下に、従来の画像形成装置１００における感光体ドラム１の軸方向におけるニップ幅および表面電位ならびにアモルファスシリコンの温度特性のデータを参照し、本実施形態における感光体ドラム１の表面電位について説明する。
図３は感光体ドラム１の軸方向におけるニップ幅を示す図であり、図４はヒーター９を搭載しない場合における感光体ドラム１の軸方向における表面電位を示す図である。

図３および図４を参照して、ニップ幅は帯電ローラ２の撓みにより、感光体ドラム１の軸方向の両端から中央にかけて少なくなっており、それに伴い、感光体ドラム１と帯電ローラ２の中央部の接触面積も減少し、表面電位もニップ幅と同様に軸方向の両端から中央にかけて低下している。
図５はアモルファスシリコン感光体ドラム１の表面電位の温度特性を示す図である。

図５を参照して、アモルファスシリコン感光体ドラム１は温度が高くなるにつれて、表面電位が低下する特性を有している。つまり、アモルファスシリコン感光体ドラム１の表面電位は温度に依存し、温度を操作することにより、感光体ドラム１の表面電位を変化させることができる。
以上より、帯電手段である帯電ローラ２が感光体ドラム１に圧接された際に、帯電ローラ２に撓みが生じ、感光体ドラム１の軸方向の中央部において帯電ローラ２の接触面積が減少し、そのため感光体ドラム１の中央部の表面電位も低下する。また、アモルファスシリコン感光体ドラム１の表面電位は温度に依存し、温度が高くなると表面電位が下がる特性を持つ。

したがって、アモルファスシリコン感光体ドラム１の表面電位が温度に依存することを利用し、感光体ドラム１に所定の温度勾配をつけることにより、帯電ローラ２の撓みによって生じる感光体ドラム１の中央部の表面電位の低下を防止し、感光体ドラム１の表面電位の均一化を図ることができる。
図６はヒーター９を配設した場合における感光体ドラム１の軸方向の温度勾配を示す図であり、図７はヒーター９を搭載した場合における感光体ドラム１の軸方向の表面電位を示す図である。

図４、図６および図７を参照して、図６に示す温度勾配にされた感光体ドラム１の表面電位は、内面にヒーター９を配置していない場合における感光体ドラム１の軸方向の表面電位よりも、感光体ドラム１の中央部の表面電位の低下が少なくなっており、軸方向に渡って均一な表面電位が得られている。
これは、アモルファスシリコン感光体ドラム１が温度が高くなるにしたがって、表面電位が低下する温度特性を利用し、得られたものである。つまり、感光体ドラム１の内面にヒーター９を配設し、感光体ドラム１の軸方向に、中央部に対して両端の温度が高くなるように、温度勾配を設けることにより、帯電ローラ２の撓みによる表面電位の低下を防止した。

このようにして、帯電ローラ２の芯金の撓みにより、感光体ドラム１と帯電ローラ２の接触面積が減少することによる表面電位の低下に対して、アモルファスシリコン感光体ドラム１の温度特性を利用して、感光体ドラム１の内部１ａに配設したヒーター９に軸方向の所定の温度勾配を設けることによって、軸方向に均一な表面電位を得ることが可能となった。また、帯電手段として帯電ローラ２を用いることにより、オゾン発生量を極めて少なく帯電させることができる。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、ヒーター９の内部または感光体ドラム１の表面に温度検知のために接触型のサーミスタを設ける。それにより、ヒーター９への入力電圧を制御し、感光体ドラム１の温度を制御することも可能である。

本発明の画像形成装置におけるアモルファスシリコン感光体ドラム周辺の構成を示す概略図である。図１におけるヒーター９の構成を示す板厚方向および軸方向の断面図である。感光体ドラムの軸方向における感光体ドラムに圧接された帯電ローラのニップ幅を示す図である。図５はヒーターを搭載しない場合における感光体ドラムの軸方向の表面電位を示す図である。アモルファスシリコン感光体ドラムの表面電位の温度特性を示す図である。ヒーターを配設した場合における感光体ドラムの軸方向の温度勾配を示す図である。ヒーター搭載した場合における感光体ドラムの軸方向の表面電位を示す図である。

符号の説明

１アモルファスシリコン感光体ドラム
１ａ内部
２帯電ローラ
３露光器
３ａ光信号
４現像器
５転写ロール
６クリーニングローラ
７クリーニングブレード
８除電ランプ
９ヒーター

Claims

アモルファスシリコン感光体ドラムと、
上記アモルファスシリコン感光体ドラムの内部に配設され、アモルファス感光体ドラムの軸方向に所定の温度勾配を持たせたヒーターとを含むことを特徴とする画像形成装置。
上記アモルファスシリコン感光体ドラムに対する帯電手段として、帯電ローラを用いたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。